[发明专利]一种膜生物反应器快速启动短程硝化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜生物反应器快速启动短程硝化的方法。

背景技术

随着经济水平的增长及人类活动的加剧，水体污染越来越严重，其中氮素污染是一项主要的危害，对自然环境及人类的健康影响极大。自养脱氮工艺是近年来发现的生物脱氮新技术，主要基于短程硝化和厌氧氨氧化的实现，短程硝化是指通过抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性将硝化反应停留在亚硝化阶段，实现亚氮累积，短程硝化具有以下特点：①无需将亚硝酸盐氧化为硝酸盐，节省曝气量约25％；②可减少有机碳源的投加，约为40％，降低成本；③硝化与反硝化在同一反应器内进行，硝化产生的H⁺和反硝化产生的OH^-相互中和，减少了投碱量；④在亚硝化阶段进行反硝化，硝化速率比硝酸盐进行反硝化速率快1.5～2.0倍，缩短了反应时间；⑤水力停留时间较短，可以减少反应器容积30％～40％；⑥大大减少了污泥产出量，硝化过程可以减少产泥25％～34％，反硝化过程可以减少产泥50％。

虽然短程硝化具有如此多的优点，但由于氨氧化菌(AOB)生长速率缓慢、自固定能力弱和对外界环境敏感等特点使得其不能快速地投入工程应用。目前，柱形SBR(序批式活性污泥法)反应器是公认快速启动短程硝化的理想反应器，其独特的运行模式创造了贫/富营养交替选择机制，较强的物理选择压有助于污泥颗粒化形成。然而，柱形SBR较高的运行基建费用、复杂的操作控制和严格的高径比要求成为了推进短程硝化工业化道路上的难题。气升式反应器、推流式反应器和上流式厌氧污泥床反应器等均能成功启动短程硝化，但是，在这些系统中，随着出水均会不可避免的造成一部分微生物的流失，尤其是当系统处在不稳定阶段，如负荷过低引起污泥膨胀，出水会携带较多活性污泥，导致出水水质急速恶化。膜生物反应器(MBR)作为一种新颖的生物反应器，应用前景十分广阔。由于膜的高效截留作用，使得微生物被完全截流在生物反应器内，系统内能够维持较高的微生物浓度，非常利于AOB的富集与培养，不失为一种快速启动短程硝化的理想反应器。

目前短程硝化具有启动时间长，污泥增长率慢的问题，很大程度上限制了短程硝化的实际应用。为更好的促进短程硝化技术更为广泛地应用到实际过程中，有效缩短短程硝化的启动周期尤为重要。

发明内容

本发明提供了一种膜生物反应器快速启动短程硝化的方法，用以解决目前短程硝化启动时间长，污泥增长率慢的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种膜生物反应器快速启动短程硝化的方法，是在常温下，以人工配水为进水，以膜生物反应器为试验装置，接种污水处理厂的二沉池回流污泥，试验中通过逐渐增大进水氨氮负荷的运行方式实现MBR短程硝化的快速启动。具体步骤如下：

步骤⑴：首先接种污泥于膜生物反应器内：接种污泥为污水处理厂A²/O二沉淀池回流污泥，接种污泥浓度为3500mg·L^-1；

步骤⑵：采用连续曝气的方式恢复污泥活性：在温度为30±1℃，pH为7.5～8.0，化学需氧量(COD)浓度为130～160mg·L^-1，进水氨氮浓度为140～160mg·L^-1的条件下，向所述膜生物反应器内的泥水混合物连续曝气，设置曝气量为0.5～0.8L·min^-1，溶解氧(DO)浓度为0.6～1.0mg·L^-1，设置水力停留时间(HRT)为5h，氨氮负荷为0.67～0.77kg·m^-3·d^-1，当氨氮去除率达到90％以上，认为污泥活性得到恢复。